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癫痫是一种常见的慢性神经系统疾病,目前药物治疗是控制癫痫的主要手段。丙戊酸（VPA）是一种广泛应用于临床的广谱抗癫痫药,对各类癫痫及痉挛的发作疗效显著,同时还可以用作双向情感障碍的治疗。虽然VPA的有效性和安全性已经得到了临床的广泛验证,但是仍存在一些不良反应,其中以肝毒性最为严重。在长期接受VPA治疗的患者中有61%会发展成为非酒精性脂肪肝（NAFLD）,如不及时干预,NAFLD将进一步发展为非酒精性肝炎、肝纤维化、肝硬化、甚至肝癌。因此,阐明VPA致肝毒性机制,寻找潜在治疗新靶点并进行干预治疗具有重要意义。目前普遍认为VPA引起的肝毒性与其活性代谢产物有关。VPA进入肝脏后,会在体内酶系的作用下进行生物转化,包括葡萄糖醛酸化反应、线粒体介导的β氧化、细胞色素P450酶系（CYP）介导的ω氧化。其中,由P450催化生成的4-ene-VPA及2,4-diene-VPA被认为可通过抑制线粒体β氧化代谢并生成一些毒性产物,如亲电子基,氧自由基等。它们可以通过直接破坏细胞内包括DNA、蛋白质、脂质等大分子物质导致细胞死亡,造成肝毒性。但与此同时,体外研究表明内源性产生的4-ene-VPA及2,4-diene-VPA的剂量并不足以诱导机体产生肝毒性。说明VPA代谢致毒并不能完全揭示VPA引起的肝毒性。而目前,大量的研究表明氧化压力（Oxidative stress）在VPA引起肝毒性中发挥了重要的作用。但是,氧化压力产生的来源及其作用机制尚不明确。本研究以癫痫患者、LO2细胞以及小鼠建立VPA肝毒性模型为基础,系统的研究了氧化压力在VPA肝毒性中的作用及机制。氧化压力是体内氧化压力与抗氧化作用失衡的一种状态,并会导致活性氧自由基（ROS）的过量积累。在清除氧化压力及有毒物质的代谢中,谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）、过氧化氢酶（CAT）起到了关键作用。抗氧化酶的基因缺失及突变与药物性肝损伤的易感性密切相关。基于氧化压力在VPA肝损伤中的重要作用,本课题首先在长期服用VPA治疗的癫痫患者中研究了四种抗氧化酶基因多态性[GST mu1（GSTM1）,GST theta 1（GSTT1）,CAT C-262T,GPX Pro200Leu以及SOD2 Val16Ala]对VPA引起的肝功异常的影响。结果表明,CAT C-262T在肝功能正常的患者组跟肝功能异常的患者组中所呈现的基因多态性有着显著性的差异,同时线性回归分析也说明了CAT C-262T是VPA引起肝功能异常的一个风险因素。这表明CAT C-262T的基因多态性在VPA造成的肝功能异常中发挥了至关重要的作用,也间接证明氧化压力是VPA引起肝毒性的一个重要来源。CYP2E1是氧化压力产生的重要来源之一,与NAFLD的发生密切相关。有文献报道促进CYP2E1表达能增加VPA引起肝毒性。但是CYP2E1是否直接参与VPA引起的肝毒性仍未见报道。本研究着重探究了CYP2E1在VPA引起的氧化压力的产生及其诱导肝脂质化中的作用机制。通过体内外的研究,我们发现VPA在引起肝脂质化的同时会伴随着ROS的产生,抗氧化剂NAC抑制ROS的水平,同时显著减轻VPA引起的肝脂质化,证明氧化压力参与了VPA引起肝脂质化的过程。下一步,体内外的研究表明VPA显著提高了CYP2E1的m RNA、蛋白水平及酶活力水平。使用CYP2E1抑制剂DAS及特异性敲低CYP2E1的表达量均可降低ROS水平以及VPA引起的肝脂质化,说明由CYP2E1产生的ROS是VPA引起肝脂质化的重要来源。为分析氧化压力引起VPA肝脂质化的分子机制,我们研究了与脂转运、合成及外排相关基因的表达水平。结果表明VPA可提高CD36及DGAT2的m RNA及蛋白表达量,并且NAC、DAS都可逆转此过程。由此,我们推测VPA可通过诱导CYP2E1的表达,致使氧化压力积累及其CD36、DGAT2过表达、导致体内外肝脂质化。此结论通过体外的时间进行曲线进一步得到证实。此外,有研究表明铁死亡与氧化压力及NAFLD的发生密切相关,我们随后在动物水平初步的研究了铁死亡在VPA引起肝毒性中的作用。研究结果发现VPA在引起小鼠肝毒性的同时也会诱发铁死亡。在此过程中,一方面VPA可以通过减少GPX4的表达量、降低机体对过氧化脂质的还原能力造成脂质过氧化;另一方面,VPA通过对铁反应元件系统的调节,提高了体内二价铁的水平,造成铁过载并诱发铁死亡,加剧了丙戊酸引起的肝毒性。综上所述,我们的结果表明VPA引起的氧化压力是抗氧化酶活性降低、CYP2E1酶活力提高以及二价铁水平升高共同作用的结果。VPA可通过引起肝功能异常,促进CYP2E1表达并诱导ROS从而进一步促进脂转运蛋白CD36和甘油三酯合成蛋白DGAT2的表达肝脂质化、诱发铁死亡引起肝毒性。这些结果为将来为以CYP2E1和铁离子为靶点进行VPA肝毒性的干预性治疗提供了全新思路,也为其临床合理用药提供了理论及实验基础。